JPS62294482A - サニタリ−型脱気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はサニタリー型脱気装置に係り、液体中の溶存酸
素を脱気づるための装置に関し、特にサニタリー性の高
い構造のサニタリー型１Ｂ２気装冒に関する。

（従来技術どその問題点〕 一般にビール、清涼飲料４Ｔどの飲料の製造に使用する
原料水や製造工程で用いる各種の用水は、細菌にＪ、る
汚染と酸化による製品の劣化を防止り−るため、無菌の
ｂのとし、月つ酸素を充分除去したものであることが要
求されている。

また、飲料を製造づる各種機器、配管類Ｅ、を勿論、上
記のような用水を製造づ−る脱気装ｄも充分に洗滌し無
菌の状態を維持するために、通称ＣＩ　＋〕（ｃｌｅａ
ｎｉｎｇ　ｉｎ　ｐｌａｃｅ　）と呼ばれる殺菌洗滌が
行なわれる。したがって、これらの装置は殺菌洗滌に適
したＪζうに菰首を簡易化し１１つ液溜まりなどが生じ
ない構造Ｊなわらサニタリー性の高い構造にすることが
重要である。

以下に、脱気性能、脱気処理の簡便性及びサニタリー性
の方向から従来のｎ党気方法及び装置を検討する。

先ず、水中の酸素の除去力η、として特公昭６゜−１４
６３３号公報に記載のムのが知られている。

この従来の脱気方法は、水中の酸素を除去するに際し、
装置の−に部にり沸点以上に加熱した被処理水を噴霧し
、一部を気化させると同時に、装置の下部より二酸化炭
素ガス又は二酸化炭素を５０％以上含む窒素ガス等の不
活性ガスを吹ぎ込み、両者を向流接触さ口るｂのである
。

しかしながら、上記方法においては被処理水を沸点以上
に加熱９ｕ　］！Ｉ！　ｆｌることを必須の要何として
おり、このＩこめ１００℃以上の高温に加熱する加熱装
置を必要とし、且つ多量に熱エネルギーを必要とする問
題点がある。

−ｈ１通常の飲料においては、加熱処理したままでは使
用することができず、特に炭酸飲料にｄ３いては高温の
ままでは炭酸ガスの吹き込みができず、このため冷却工
程が必要とされこれに伴い冷却装置が必要とされる。

また、従来の脱気装置として特公昭６０−２００５２号
公報に記載のものが知られている。

−ト記装置は、真空処理容器と二酸化炭素源ぎ込み装置
とカーボネータとを備え、真空処理容器内である程度脱
気を行ない、その後高圧Ｆで二酸化炭素を吹き込み、こ
の高圧を維持したままでカーボネータ内で処理水と二酸
化炭素との接触混合を行ない処理水内に二酸化炭素を過
飽和に溶１ノ込ませるものである。

ところで、上記装置においては、真空処理容器内に処理
水冷却用の熱交換器を構成する冷却板が設置されており
、処理水は真空処理容器内で冷却される。これは、後工
程において二酸化炭素の溶解反を上げることを意図して
いるためである。しかしながら、この熱交換器にＪこる
冷却は、脱気には逆効果となり１１（１気ｆ’ｌ能が低
下する要因となっている。しかも、１−記載７Ｊｌ板は
洗滌性を悪化する要因となりサニタリ−ｔ’ｌを低下さ
せるという問題点がある。

まｌｃ１高圧下で二酸化炭素を吹き込み後、この高圧を
維持し！こままでカーボネータ内で処理水と二酸化炭素
を接触混合して二酸化炭素の溶解度を高くしようとして
いる。このにうに、高圧下においては二酸化炭素の溶解
量は増加するが、同様に酸素の溶解ｆｆｌ　ｂ増加７る
。これは、「液体に吸収される気体の溶解度は気体の圧
力に比例する」というヘンリーの気体溶解法則に基づく
ものである。

即ら、高圧下では溶存酸素の脱気は不充分となり、これ
がｎｂ気性能を低下さＶるという問題点がある。

′一方、通常のカーボネータは、二酸化炭素の溶解量を
増加ざけるために処理水と接触する接触面積を大きくす
るＪ、うに工夫しており、例えばカーボネータ内に充填
物を装入したり、多数の細孔を形成した隔壁を複数段に
亘って設ける等の複雑な通過流路構造を採用している。

この複雑な流路構造が洗滌性を悪化させ、サニタリー性
を低下さυ−るという問題点がある。

本発明は上述の事情に鑑みて創案されたもので、その目
的とする処は、飲料の原料水や飲料の製造工程で使用す
る各種用水中から溶存酸素を脱気する脱気能力が高く且
つサニタリー性に優れたサニタリー型説気装置を提供す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、真空源に連通され
た真空タンクと、二酸化炭素源に連通された二酸化炭素
注入装置とを備え、上記真空タンク内で被処理水を一次
鋭気を行ない二酸化炭素注入装置によって二次脱気を行
なう脱気装置において、上記真空タンクの上流側に被処
理水を沸点以下の所定ｍｌに加熱する加熱器と、上記二
酸化炭素注入装置の下流側に被処理水を噴出拡散させる
フラッジ１タンクとを設け、被処理水を加熱後上記真空
タンクで一次説気を行ない、この−次鋭気後の処理水を
加１１＋で二酸化炭素を注入してフラッシコタンクにｌ
ｄ、このフラッジ−Ｌタンク内で急速に減圧して二次１
悦気を行なうように構成したことを特徴どηるｂのであ
る。

（作　用） 本発明は前記手段により、加熱器により沸貞以下の所定
編瓜に加熱した後、真空タンクに導き、この所定真空度
に綽持された真空タンク内で一次説気を行ない、この−
次脱気後の処理水を加圧した後、二酸化炭素Ｈ］入装置
により二酸化炭素を注入し、混合撹拌を行りつだ後、ｔ
ｉＬぽ大気圧下の７ラツシコタンクに導き、このフラッ
シュタンク内で急速に減圧し、溶ｃノきれない二酸化炭
素及び酸素がフラッジ１タンクの二酸化炭素雰囲気中で
急激に気化して酸素が除去され二次脱気が行なわれる。

２　（実施例） 以下、本発明に係るサニタリー型脱気装置の実施例を第
１図及び第２図を参照して説明する。

第１図はり一ニタリー型説気装置の基本構成図を示すも
のであり、同図において旬月１は熱交換器であり、この
熱交換器１ににって被処理水は加熱されている脱気水の
熱を６０〜７０％回収して加熱される。上記熱交換器１
の下流には加熱器２が配設され、この加熱器２において
被処理水は蒸気ににって加熱される。この被処理水の加
熱温度は、温度検出器３とこの温度検出器３の検出値に
よって制御される制御弁ｖ１とで構成される温度制御系
ににつで制御される。

また、加熱器２の下流には、真空タンク４が配設されて
おり、被処理水は全面に多数の細孔を有したスプレーボ
ール５から真空タンク４内に噴出される。真空タンク４
内は真空ポンプ６によって所定の真空麿に紐端されこの
タンク内で被処理水は脱気されるＪ：うになっている。

なａ′３、真空タンク４内の液面制御は、タンク側壁に
設【プられたレベルコントローラ７によって制御弁ｖ２
を制御することで行なわれる。

また、真空タンク４の出口側には加圧ポンプ８が配設さ
れ、この加圧ポンプ８によって真空タンり４内で一次脱
気された一次処理水がプレミックスタンク９に送られる
。なお、プレミックスタンク９内にもスプレーボール１
０が配設されており、このスプレーボール１０によって
一次脱気水はプレミックスタンク９内に噴出される。そ
して、プレミックスタンク９内では、後述のフラッシュ
タンク１８で脱気の際に使用した排気二酸化炭素ガスを
タンク底部の注入口９．ＮＪ：り吹込み、排気口９ｏＵ
１より排気づることにより二酸化炭素ガスの消費量を節
約している。なお、Ｖ、Ｖ４はそれぞれ自動弁である。

また、プレミックスタンク９内の液面制御は、タンク側
壁に設けられたレベルコントローラー１によつて制御弁
ｖ５を制御することで行なわれる。

上記プレミックスタンク９の出口側には加圧ポンプ１３
が配設され、この加圧ポンプ１３によって一次処理水は
加圧され、この加圧下で注入口１４から二酸化炭素ガス
が吹込まれる。上記注入口１４の直下流にはベンチコリ
ー１５及びスタティックミキザ−１６が配設され、−次
処理水とニ酸化炭素ガスとが混合撹拌された後、処理水
は下流側のスプレーボール１７から勢いよくフラッシュ
タンク１８内に噴出される。

一ト記フラッシコタンク１８は、その詳細図が第２図に
示されるように、上部にスプレーボール１７及びプレミ
ックスタンク９への二酸化炭素ガス戻り配管３５、タン
ク側壁にレベルコントローラ１９及びザイトグラス３６
が設【プられている以外は洗滌性の悪い充填材等は一切
入っていない。

なお、真空タンク４も、その詳細図は示さないがフラッ
シュタンク１８と同様の構造である。また、フラッシュ
タンク１８の液面制御は上記レベルコントローラ１９と
制御弁ｖ６によって行なわれる。

上記フラッシュタンク１８内は、はぼ大気圧になってお
り、加圧ポンプ１８によって加圧された一次処理水はこ
のフラッシュタンク１８内で急激に減圧され、溶けきれ
ない酸素と二酸化炭素ガスは放出されて二次脱気される
。この二次脱気された二次処理水はフラッシコタンク１
８の出口側に配設された加圧ポンプ２０によって熱交換
器２１に送水される。この送水管路の途中には溶存酸素
メータ（１〕０メータ）２２が設けられており脱気水中
の溶存酸素値が測定される。そして、熱交換器２１内で
冷媒と熱交換され冷７４１され、処理水出口より次の王
程へ送られる。このとき、処理水の温度は温度検出器２
３と制御弁■７とで構成される温度制御系に、Ｊ、−）
で制御される。

次に、二酸化炭素注入系及びその他の系統について説明
する。

二酸化炭素ガスは、減圧弁２５、流量ｔ１２６及び自動
弁ｖ８を介（）−Ｃ注入口１／Ｉより吹さ込まれる。

また、Ｖｌｏ、ｖｌｌ、Ｖ１２はそれぞれ自動弁であり
、運転開始＋ｒ、′ｆ、溶存酸素メータ２２からの信号
にもとずき及び１１（２気水製造時機時に自動弁Ｖ１ｏ
。

■　が閉り、自動弁ｖ１２が聞くことにＪζり脱気処理
系がクローズトループを組む際に用いられる。

そして、その際、二酸化炭素ガスの吹込は注入口１／Ｉ
からでは＜’ｃ　＜吹込量の小さいフラッシュタンク１
８下部の２１人［１２８より吹込むことによって二酸化
炭素を節約することができる。また、フラッジ−１タン
ク１８への二酸化炭素の注入系（上記注入口２８）の他
に真空タンク１への二酸化炭素の注入系３０も設置ノら
れており、この注入系３０は減圧弁３１、自動弁Ｖ１３
等を協えている。そして、これら二酸化炭素注入系は、
真空タンク４及びフラッシコタンク１８内の水を１０−
する際に聞いて二酸化炭素ガスを吹込み、大気がタンク
内に侵入するのを防ぎ、これに、Ｊこりサニタリー竹を
高めている。

次に上述のように構成したサニタリー型脱気装置の作用
について説明する。

第１図において、被処理水は被処理水入口より脱気装置
内に導入され、先ず熱交換器１に導かれる。ここで、被
処理水は脱気水の熱を回収して加熱される。この熱交換
器１にＪ、って加熱器２における蒸気使用昂を節約し、
又、熱交換器２１にお１ノる冷媒を節約している。

熱交換器１で加熱された被処理水は加熱器２で所定温度
まで加熱される。この加熱器２における加熱温度は、ト
１４１α検出器３と制御弁Ｖ１とで蒸気原品を制御り−
ることで調節される。

加熱されｌＪ被す１理水は真空タンク４に導入される。

この際、タンクの真空度に対する沸点（木装貿では約４
５℃）より２へ・３℃但い渇邸に被処理水を維持Ｊるこ
とににって真空タンク４内で最も効率の良い脱気が行な
われる。沸点以」−に温度をＦげていくと気化が激しく
なり真空ポンプ６の能力が落ち（却って逆効宋と＜ｒる
。真空タンク４は完全なサニタリー構造であり、洗滌性
の悪い充填材は一切入っ（い４Ｔい。そして、真空タン
ク４内に導入される際、被処理水はスプレーボール５に
よって微細化されて噴出される。これによりタンク内壁
部に衝接］ノだ被処理水の一部は衝撃で霧状になり脱気
され易＜＜ｒす、またタンク内壁を薄膜状になって流れ
ることににり接触面積を稼ぐことができる。；した、）
１９気効果を高めるためタンクの気液接触時間を長く保
つＪ：うに真空タンク４の液面よりスプレーボール５ま
での高さを大ぎくとっている。なお液面制御はレベル」
ントローラ７ににって行なわれる。この真空タンク４に
おける一次脱気によって、被処理水中の溶存酸素の９０
％以トが取り除かれ、０．７ｐｐｍ＄ｌｊ！瓜の一次処
理水が得られる。ただし、加熱器２を設けないで全く加
熱しないと、溶存酸素の７０％程度しか取り除くことが
できない。温度条件に人ぎく左右され易いので、被処理
水入口を所定値に保つことによって時間の経過による被
処理水の温度の違いによる影響を防いでいる。

上記真空タンク４内で一次脱気された一次処理水は、加
圧ポンプ８によってプレミックスタンク９に注ぎ込まれ
る。プレミックスタンク９では、フラッシコタンク１８
で脱気の際に使用された排気二酸化炭素ガスを注入口９
．８より吹込み、排気口９゜ｏｌから排気することによ
り二酸化炭素ガスの消費量を節約している。このプレミ
ックスタンク９が無い場合に比べて、２５％程麿二酸化
炭素ガスを節約できる。

プレミックスタンク９を出た一次処理水は、加圧ポンプ
１３により加圧され、この加圧下で注入］］１４から二
酸化炭素ガスが吹込まれる。加ＩＴづ−ることにＪ、り
二酸化炭素ガスの溶解度を上げ、サニタリーＪ、ｌ１７
スクｊイックミニ１−リ−−１６で良く撹拌して二酸化
炭素ガス雰囲気を高める。そして、二酸化炭素ガスが充
満しだほば人気圧のフラッシュタンク１８内にスプレー
ボール１７から一気にフラッシュして減圧Ｊると、溶す
されない二酸化炭素ガス及び酸素が二酸化炭素ガス雰囲
気中で急激に気化して酸素が除去される。ト述の方法は
、ヘンリーの気体溶解の法則とドル１〜ンの分圧の法則
を利用したしので、さらに急激な減圧により気化を促し
、ガスの置換に要づ゛る時間を短縮したものである。

フラッシュタンク１８内で所定の溶存酸素値（０，ｌｐ
ｐｍ以下）に二次脱気された二次処理水は加圧ポンプ２
０ににって熱交換器１を経由して熱交換器２１に送水さ
れ、この送水途中で溶存酸素値が溶存酸素メータ２２に
Ｊ：って測定される。

そして、熱交換器２１で冷却されて処理水出口より次の
工程へ送られる。

なお、上記実施例におい′ＣＩよ、二酸化炭素が注入さ
れた被処理水を７ラツシコタンク内に、その上部から導
入したが、フラッシュタンク底部から液中に噴出させる
ようにしてもよい。

次に、本装置を用いて脱気を行なった実験結果を示して
おく。

〔実験結果〕

〔発明の効果〕 以上、実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば飲￥１１の１京判水亡飲ｙｉｌの１＃造工程で使用覆
る各種用水中からｏ、ｌｐｐｍ以下の溶存酸素値に脱気
することができる。

また、本発明によれば、真空タンクやフラッシュタンク
を含めて装置全体をリーニタリー構造としたため、洗滌
性に優れ衛生面に特に優れでいる。

そして、従来の装置Ｎを単にサニタリー構造としただけ
では高い脱気性能は得られないため、加熱・真空・ガス
置換という３つの脱気条件を組合わせることにＪ：リシ
ンプルな構造で脱気性能が高く且つランニングコス］へ
の面でも右利な装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

Ｍ１図は本発明に係るサニタリー型脱気装置の実施例を
示す基本構成図、第２図は同脱気装置の７ラツシコタン
クの断面図である。 １・・・熱交換器、２・・・加熱器、４・・・真空タン
ク、５．１０．１７・・・スプレーボール、６・・・真
空ポンプ、８．１３．２０・・・加圧ポンプ、９・・・
プレミックスタンク、１４．２８・・・注入口、１！１
′）・・・ベンチュリー、１６・・・スタティックミキ
サー、１８・・・フラッシュタンク、２１・・・熱交換
器、２２・・・溶ｔｆ−酸素メータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空源に連通された真空タンクと、二酸化炭素源に
   連通された二酸化炭素注入装置とを備え、上記真空タン
   ク内で被処理水を一次脱気を行ない二酸化炭素注入装置
   によって二次脱気を行なう脱気装置において、上記真空
   タンクの上流側に被処理水を沸点以下の所定一度に加熱
   する加熱器と、上記二酸化炭素注入装置の下流側に被処
   理水を噴出拡散させるフラッシュタンクとを設け、被処
   理水を加熱後上記真空タンクで一次脱気を行ない、この
   一次脱気後の処理水を加圧下で二酸化炭素を注入してフ
   ラッシュタンクに導き、このフラッシュタンク内で急速
   に減圧して二次脱気を行なうように構成したことを特徴
   とするサニタリー型脱気装置。 ２、上記真空タンクと二酸化炭素注入装置との間に、上
   記フラッシュタンクから排気された二酸化炭素を被処理
   水中に注入するプレミックスタンクを設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のサニタリー型脱気装
   置。